一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明在于提供一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，主要包括液氫儲罐外容器、液氫儲罐內(nèi)容器、保溫層、氫氣引出放空管、仲氫轉(zhuǎn)化器、催化劑、氫氣放空閥，如圖所示。本發(fā)明的技術(shù)方案為：氫氣引出放空管一端與液氫儲罐內(nèi)容器上部連接，一端與氫氣放空閥相連，整個液氫儲罐內(nèi)容器和氫氣引出放空管包裹有保溫層，保溫層外側(cè)是液氫儲罐外容器。儲罐內(nèi)容器中軸線的中下部安裝有仲氫轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)化器內(nèi)裝有仲氫轉(zhuǎn)化催化劑。本發(fā)明可在催化劑作用下，將儲罐內(nèi)部分仲氫液體轉(zhuǎn)化為相應(yīng)平衡濃度下的正氫，吸收環(huán)境漏熱，減少液氫儲存的蒸發(fā)損失。裝置無運動部件，無需額外動力，可靠性高，可在地面和空間液氫儲存中應(yīng)用，降低液氫使用成本。
【專利說明】
一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明屬于航天領(lǐng)域和氫能利用領(lǐng)域，本裝置是一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，利用仲氫轉(zhuǎn)化吸收冷量的優(yōu)勢，減少液氫蒸發(fā)損失，大大延長無損儲存裝置在放空前的儲存時間。
【背景技術(shù)】
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[0002]液氫是氫氣的主要儲存方式之一。液氫儲存過程中，漏熱蒸發(fā)損失不可避免，而且比液氧液氮等其他低溫液體更為突出，因此減少液氫蒸發(fā)損失是目前儲存技術(shù)研究的重要課題。
[0003]氫是雙原子分子，可分為正氫和仲氫。通常的氫是兩種形式氫分子的混合物，不同溫度下正仲氫*濃度達到穩(wěn)定平衡的氣氣稱為平衡氣。室溫以上的溫度時，含正氣75%,仲氫<25%。液氫飽和溫度20.4K下，仲氫的平衡濃度為99.82%。
[0004]當(dāng)溫度降低氫氣液化時，正氫會自發(fā)的轉(zhuǎn)換為仲氫，并釋放出熱量。反之，仲氫轉(zhuǎn)化為正氫會吸收熱量。但是仲正氫轉(zhuǎn)換的過程是比較緩慢的，需要采用催化劑加快仲氫轉(zhuǎn)化為正氫的過程，以便充分利用仲氫轉(zhuǎn)化的冷量。
[0005]本發(fā)明提供了一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置。在低溫領(lǐng)域，一般所謂的無損儲存是指在低溫液體儲罐達到額定放空壓力之前的無放空儲存時間。本發(fā)明的液氫無損儲存裝置中，仲氫催化轉(zhuǎn)化器可將液氫儲罐內(nèi)部分仲氫液體轉(zhuǎn)化為正氫，轉(zhuǎn)化過程中需要吸收熱量，減少漏熱而引起的液氫蒸發(fā)損失，使得在同樣漏熱條件下，液氫儲罐內(nèi)壓力達到額定放空壓力的時間更長，從而大大延長無損儲存裝置在放空前的儲存時間，達到減少液氫蒸發(fā)損失的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明在于提供一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，主要包括液氫儲罐外容器、液氫儲罐內(nèi)容器、保溫層、氫氣引出放空管、仲氫轉(zhuǎn)化器、催化劑、氫氣放空閥，如圖所7JK。本發(fā)明的技術(shù)方案為:氣氣引出放空管一端與液氣儲罐內(nèi)容器上部連接，一端與氣氣放空閥相連，整個液氫儲罐內(nèi)容器和氫氣引出放空管包裹有保溫層，保溫層外側(cè)是液氫儲罐外容器。儲罐內(nèi)容器的內(nèi)部安裝有仲氫轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)化器內(nèi)裝有仲氫轉(zhuǎn)化催化劑。
[0007]本基于仲氫轉(zhuǎn)化的無損儲存裝置可在催化劑的作用下，將液氫儲罐內(nèi)部分仲氫液體轉(zhuǎn)化為相應(yīng)平衡濃度下的正氫，吸收環(huán)境漏熱，從而更多地減少液氫儲存的蒸發(fā)損失。此裝置無運動部件，無需額外動力，可靠性高，可在地面和空間液氫儲存中應(yīng)用，對于降低航天領(lǐng)域和氫能利用領(lǐng)域液氫使用成本具有重要的意義。
【附圖說明】
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[0008]附圖:基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置示意圖
[0009]圖中:1.液氫儲罐外容器2.保溫層3.液氫儲罐內(nèi)容器4.氫氣引出放空管5.仲氫<轉(zhuǎn)化器6.催化劑7.氣氣放空閥【具體實施方式】:
[0010]如附圖所示，本發(fā)明主要包括液氫儲罐外容器1、保溫層2、液氫儲罐內(nèi)容器3、氫氣引出放空管4、仲氫轉(zhuǎn)化器5、催化劑6、氫氣放空閥7。氫氣引出放空管4 一端與液氫儲罐內(nèi)容器3上部連接，一端與氫氣放空閥7連接，整個液氫儲罐內(nèi)容器3和氫氣引出放空管4外側(cè)包裹有保溫層2，保溫層2外側(cè)是液氫儲罐外容器I ;液氫儲罐內(nèi)容器3內(nèi)部安裝有仲氣轉(zhuǎn)化器5,仲氫<轉(zhuǎn)化器5內(nèi)裝有催化劑6。
[0011]所述保溫層2絕熱形式為發(fā)泡絕熱、粉末堆積絕熱、單獨真空絕熱、真空多層絕熱或真空粉末絕熱。
[0012]所述仲氫轉(zhuǎn)化器5安裝在液氫儲罐內(nèi)容器3中部或者下部，結(jié)構(gòu)形式為單管轉(zhuǎn)化器、列管轉(zhuǎn)化器、盤式轉(zhuǎn)化器或罐式轉(zhuǎn)化器。
[0013]所述的催化劑6為含錳、鉻、鐵、鎳、鈷、鏑的氧化物或者氫氧化物，外觀形狀為粉末狀、顆粒狀、塊狀、條狀或球狀。
[0014]本發(fā)明的工作原理如下:
[0015]液氫在液氫儲罐內(nèi)容器3中儲存時，因漏熱會不斷蒸發(fā)，儲罐內(nèi)壓力上升，使得部分仲氫在仲氫轉(zhuǎn)化器5內(nèi)的催化劑6作用下轉(zhuǎn)化為正氫，吸收熱量，減少液氫蒸發(fā)損失。與無仲氫轉(zhuǎn)化相比，有仲氫轉(zhuǎn)化時的液氫儲存罐在達到額定放空壓力前的儲存時間更長。
[0016]當(dāng)液氫儲存罐內(nèi)的壓力達到額定壓力時，需要將罐內(nèi)氫氣放空。放空時，液氫儲罐內(nèi)容器3中的氣體通過氫氣引出放空管4經(jīng)氫氣放空閥7排放到外界大氣中。
[0017]本發(fā)明中的仲氫轉(zhuǎn)化器5安裝在液氫儲罐的中下部。由于儲罐壁面處的液氫因漏熱溫度稍高、密度小，而轉(zhuǎn)化后的液氫溫度低、密度大，從而在有加速度的條件下轉(zhuǎn)化后的液氫會下沉，而壁面處的液氫會上升，因此儲罐內(nèi)的液氫會形成一個自然對流循環(huán)，使得儲罐內(nèi)的液氫盡可能的轉(zhuǎn)化為相應(yīng)平衡濃度下的正氫，無需額外的循環(huán)動力。
【主權(quán)項】
1.本發(fā)明在于提供一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，其特征在于:氫氣引出放空管(4) 一端與液氫儲罐內(nèi)容器(3)上部連接，一端與氫氣放空閥(7)連接，整個液氫儲罐內(nèi)容器⑶和氫氣引出放空管⑷外側(cè)包裹有保溫層(2)，保溫層(2)外側(cè)是液氫儲罐外容器(I);液氫儲罐內(nèi)容器(3)內(nèi)部安裝有仲氫轉(zhuǎn)化器(5)，仲氫轉(zhuǎn)化器(5)內(nèi)裝有催化劑(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，其特征在于:所述的保溫層(2)絕熱形式為發(fā)泡絕熱、粉末堆積絕熱、單獨真空絕熱、真空多層絕熱或真空粉末絕熱。3.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，其特征在于:所述仲氫轉(zhuǎn)化器(5)安裝在液氫儲罐內(nèi)容器(3)中部或者下部。4.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，其特征在于:所述仲氫轉(zhuǎn)化器(5)結(jié)構(gòu)形式為單管轉(zhuǎn)化器、列管轉(zhuǎn)化器、盤式轉(zhuǎn)化器或罐式轉(zhuǎn)化器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，其特征在于:所述的催化劑(6)為含錳、鉻、鐵、鎳、鈷、鏑的氧化物或者氫氧化物。6.根據(jù)權(quán)利要求1所要求的一種基于仲氫轉(zhuǎn)化的液氫無損儲存裝置，其特征在于:所述的催化劑(6)外觀形狀為粉末狀、顆粒狀、塊狀、條狀或球狀。
【文檔編號】F17C13/00GK105889748SQ201410571459
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月24日
【發(fā)明人】安剛, 楊國平, 蘭玉岐, 衛(wèi)豪, 溫鵬飛, 楊曉陽, 楊昌樂
【申請人】北京航天試驗技術(shù)研究所